多孔PZT的制備與性能表征.pdf

1、3-3壓電復(fù)合材料具有高的靈敏度，特別適用于水下及人體組織的超聲傳感，已引起了國(guó)內(nèi)外許多科研人員的關(guān)注。在對(duì)文獻(xiàn)調(diào)研和分析3-3壓電復(fù)合材料研究現(xiàn)狀及進(jìn)展基礎(chǔ)上，以PZT多孔陶瓷為研究對(duì)象，將孔隙中的空氣作為第二相添加物，研究材料制備及其性能，為3-3壓電復(fù)合材料的制備與應(yīng)用提供理論與試驗(yàn)依據(jù)。 以PbO、ZrO2、TiO2為原料，采用兩步燒成方法制備多孔PZT陶瓷，探索其制備工藝，研究表明排膠之后直接燒結(jié)有利于減少材料的內(nèi)應(yīng)力

2、，在一定程度上減少材料的四方相。通過XRD和Raman光譜對(duì)其相組成及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，孔隙率測(cè)定和SEM分析表明，成型壓力在120MPa形成的孔隙率比較穩(wěn)定。造孔劑的形狀和粒徑?jīng)Q定材料中孔隙的形狀和大小。陶瓷粉料粒徑越小則形成的孔隙率越低。隨著造孔劑含量的增加，孔隙率增大。隨著燒結(jié)溫度的升高，孔隙率下降。 結(jié)構(gòu)分析和電學(xué)性能測(cè)試表明，燒結(jié)溫度對(duì)材料壓電性能、介電性能有顯著影響。隨著燒結(jié)溫度的增加，晶粒增大，減少了晶粒界面和晶軸的

3、“釘扎”作用，材料介電常數(shù)下降，壓電常數(shù)升高，在1250℃燒結(jié)時(shí)材料的綜合性能比較好。 采用理論模型模擬了3-3連接的多孔PZT壓電、介電性能隨孔隙形狀及孔隙率變化的關(guān)系，理論模擬的變化趨勢(shì)能夠較好的與實(shí)驗(yàn)結(jié)果匹配：在一定孔隙率下，孔隙沿平行于極化方向上的擴(kuò)展增加了對(duì)縱向壓電常數(shù)和介電常數(shù)有利的的壓電陶瓷的體積，使材料的壓電、介電性能均增大，作為水聽器的時(shí)候其gh、dh和靈敏度均增加，而其超聲阻抗卻不隨孔的形狀變化。在孔隙率小于